辐射射束强度分布整形器制造技术

一种成像系统(500)包括：焦斑(510)，其沿着围绕检查区域(506)的路径旋转并发出辐射；准直器(512)，其对所述辐射进行准直，产生贯穿所述检查区域的视场(520)和其中的对象或目标的辐射射束(516)；探测器阵列(522)，其被定位为跨越所述检查区域与辐射源相对，所述探测器阵列探测贯穿所述视场的辐射并产生指示探测到的辐射的信号；以及射束整形器(524)，其被定位在所述辐射源与所述准直器之间，所述射束整形器与所述焦斑协同地旋转并定义所述辐射射束的强度分布。所述射束整形器包括多个细长的X射线吸收元件(606)，所述多个细长的X射线吸收元件被布置为沿着相对于射束的方向的贯穿方向平行于彼此，通过多个无材料区域(604)被彼此分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下总体上涉及对辐射射束强度分布（profile)进行整形，并且将具体应用于计 算机断层摄影（CT)来进行描述；然而，以下也适用于诸如X射线的其他成像模态。
技术介绍
CT扫描器总体上包括在检查区域的方向上从焦斑发出辐射的X射线管。源准直器 被设置在焦斑与检查区域之间并对所发出的辐射进行准直，以产生具有预定的几何形状的 射束。经准直的射束贯穿检查区域和其中的目标或对象的部分（其根据所述目标或对象的 放射性将所述射束衰减），并且照射跨越检查区域与所述X射线管相对设置的探测器阵列。 所述探测器产生指示探测到的辐射的信号。所述信号被重建以生成指示目标或对象的所述 部分的体积图像数据。 患者前（pre-patient)辐射滤波器（归因于其物理形状，其经常被称为楔形滤波 器或领结滤波器（bowtie filter))被安置在焦斑和源准直器之间，以在空间上衰减所发出 的辐射来对强度分布进行整形。图1示意性地图示了与焦斑104有关的领结滤波器102、 源准直器106、X射线射束108、探测器阵列110、检查区域112、以及其中的对象或目标114 的部分的范例。归因于领结滤波器102的物理形状，射束116的仅贯穿空气的部分贯穿领 结滤波器102的较厚部分118,所述领结滤波器102的较厚部分118严重衰减了射束，射束 120的贯穿对象的中心区域121的部分贯穿领结滤波器102的较薄部分122,所述领结滤波 器102的较薄部分122轻微衰减了射束，并且所述射束的处于它们之间的部分基于在较厚 部分118与较薄部分122之间的平滑过渡而被衰减。 遗憾的是，这样的领结滤波器102具有有限的性能。 例如，利用范例领结滤波器的在较厚部分118处的强度仍为大约15%。这样，领 结滤波器102可能无法很好地适合于一些光子计数探测器和/或遭受计数率能力不足的其 他探测器。另外，为了获得15%的强度，较厚部分118处的厚度必须至少为五十（50)毫米 (mm)。为了获得更大的调制，将需要更大的厚度。然而，领结滤波器102的尺寸定义焦斑 104与准直器106之间需要的最小间隔，因此增大所述尺寸可以限制检查区域112的尺寸， 或者，对于焦斑104与准直器106之间的给定体积，增大领结滤波器102的尺寸不可行。 此外，相对于较高能量射线，领结滤波器102优选衰减较低能量射线，导致射束硬 化，从而相对于进入领结滤波器102的射束改变了离开领结滤波器102的射束的X射线谱。 这样，所述射束的谱可能不是最优的或期望的谱。一种维持较低的射束硬化的途径是使用 低"Z"（原子序数）材料。然而，使用低"Z"材料降低了剂量效率。此外，低"Z"领结滤波 器102经由康普顿效应而严重衰减，这生成经散射的辐射。经散射的辐射在重建图像中产 生伪像，这使图像质量劣化并且可以要求散射校正来缓解。经散射的辐射还贡献于患者剂 量而非贡献于重建图像中的诊断信息。 此外，每一个对象的物理分布都是不相同的，这是因为一些对象大于其他对象，并 且一些对象更倾向于圆柱形，而其他的更倾向于椭圆形。这样，领结滤波器102的物理分布 在针对扫描要求的整个角度范围（即，至少180度加扇形角度）上不是很好地对应于每一 个对象的分布。这在图2和图3中被示出，其中，随着焦斑104从第一角度204(图2)旋转 到第二角度302 (图3)，领结滤波器102的分布202相对于焦斑104保持不变，而在相同的 角度范围上对象114的分布206改变。结果，强度分布根据角度位置而改变，导致与期望的 均匀照射的偏离，这能够使图像质量劣化。 如图4所示，在对象402被偏心放置、从等中心404移位的情况下，即使对于更倾 向于成圆柱形的对象也发生类似的情形，其中，领结滤波器102的物理分布202不对应于偏 心对象404的分布406。在该范例中，对象被偏心安置，使得射束408的仅贯穿空气的部分 被轻微地滤波。 本文中描述的各方面解决了以上提及的问题和其他问题。
技术实现思路
在一个方面中，一种成像系统包括：焦斑，其沿着围绕检查区域的路径旋转并发出 辐射；准直器，其对所述辐射进行准直，产生贯穿所述检查区域的视场和其中的对象或目标 的辐射射束；探测器阵列，其被定位为跨越所述检查区域与辐射源相对，所述探测器阵列探 测贯穿所述视场的辐射并产生指示探测到的辐射的信号；射束整形器，其被定位在所述辐 射源与所述准直器之间，所述射束整形器与所述焦斑协同地旋转并定义所述辐射射束的强 度分布。所述射束整形器包括多个细长的X射线吸收元件，所述多个细长的X射线吸收元 件被布置为沿着相对于所述射束的方向的贯穿方向平行于彼此，通过多个无材料区域被彼 此分开。 在另一方面中，一种方法包括在围绕检查区域的路径上协同地旋转焦斑和射束整 形器。所述射束整形器包括多个细长的X射线吸收元件，所述多个细长的X射线吸收元件 被布置为沿着相对于所述射束的方向的贯穿方向平行于彼此，通过多个无材料区域被彼此 分开，并且所述射束整形器定义贯穿所述检查区域的辐射射束的强度分布。所述方法还包 括探测由所述焦斑发出的、贯穿所述射束整形器和所述检查区域视场且照射被定位为与所 述焦斑相对的探测器阵列的辐射，并且生成指示所述辐射的输出信号。 在另一方面中，一种成像系统的射束整形器包括多个细长的X射线吸收元件，所 述多个细长的X射线吸收元件被布置为沿着相对于所述射束的方向的贯穿方向平行于彼 此，并且通过多个无材料区域被彼此分开。 在另一方面中，一种方法包括：在围绕检查区域的路径上协同地旋转焦斑和射束 整形器，其中，所述射束整形器包括第一子射束整形器和第二子射束整形器；并且基于患者 尺寸、对所述患者的预扫描、在所述检查区域中的患者位置、或正被扫描的所述患者的解剖 结构中的至少一个来将所述第一子射束整形器和所述第二子射束整形器中的至少一个相 对于至少所述第一子射束整形器和所述第二子射束整形器中的另一个进行平移，其中，所 述第一子射束整形器和所述第二子射束整形器相对于彼此的相对位置定义贯穿所述检查 区域的辐射射束的强度分布。 本专利技术可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附 图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本专利技术的限制。【附图说明】 图1示意性地图示了范例现有技术领结滤波器。 图2示意性地图示了与成椭圆形的对象有关的第一角度处的范例现有技术领结 滤波器。 图3示意性地图示了与对象有关的第二角度处的范例现有技术领结滤波器。 图4示意性地图示了与偏心对象有关的范例现有技术领结滤波器。 图5示意性地图示了包括射束整形器的范例成像系统。 图6示意性地图示了范例射束整形器的自顶向下的视图。 图7示意性地图示了平的单个射束整形器的横截面视图。 图8示意性地图示了辐射经过平的单个射束整形器。 图9示意性地图示了具有对准的子射束整形器的平的双重的射束整形器的横截 面视图。 图10示意性地图示了辐射经过具有对准的子射束整形器的平的双重的射束整形 器。 图11示意性地图示了具有未对准的子射束整形器的平的双重的射束整形器的横 截面视图。 图12示意性地图示了辐射经过具有未对准的子射束整形器的平的双重的射束整 形器。 图13图示了针对图10和图12的射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统(500)，包括：焦斑(510)，其沿着围绕检查区域(506)的路径旋转并发出辐射；准直器(512)，其对所述辐射进行准直，产生贯穿所述检查区域的视场(520)的辐射射束(516)；探测器阵列(522)，其被定位为跨越所述检查区域与辐射源相对，所述探测器阵列探测贯穿所述视场的辐射并产生指示探测到的辐射的信号；以及射束整形器(524)，其被定位在所述辐射源与所述准直器之间，所述射束整形器与所述焦斑协同地旋转并定义所述辐射射束的强度分布，其中，所述射束整形器包括多个细长的X射线吸收元件(606)，所述多个细长的X射线吸收元件被布置为沿着相对于射束的方向的贯穿方向平行于彼此，通过多个无材料区域(604)被彼此分开。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·卡塔尔斯基，E·勒斯尔，R·莱文森，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL